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中学生的相异构想及其转变策略摘要：相异构想是科学概念获得的主要障碍之一，转变相异构想是概念教学的关键。
阐述相异构想的特点及影响转变的因素，提出转变相异构想的策略。
关键词：相异构想科学概念教学策略许多研究表明，学生在接受正规的科学教育前，头脑中并非一片空白，而是已形成了他们对周围世界的看法和观点，其中一些看法和观点与科学概念是不相一致的。
这些观念常常阻碍着学生对科学概念的掌握。
本文针对相异构想的特点和影响转变的因素提出相应的教学策略，以供教师教学中参考。
一、相异构想的概念及其特点相异构想属于前概念（preconception）的一部分。
学生在学习前由长期的日常经验形成的对事物和现象的看法和观念称为前概念。
这些观念有些与科学的理解基本一致，有些理解与科学概念相违背。
我们把后者称为错误概念（misconceptions）或相异概念(alternative conceptions) 或相异构想(alternative frameworks)。
学生的相异构想有如下特点：（1）广泛性。
学生在正式学习科学教育之前，对日常生活中大量的现象有了自己特定的理解，这一理解包罗万象，广泛存在于不同领域、不同层次的学生中。
（2）自发性。
学生头脑中的相异构想源于对大量的日常生活现象的观察和感知，这些经验在其大脑中逐渐深化发展，经过感觉、知觉、表象阶段最终形成概念。
学生头脑中的相异构想完全是自发的，他们是凭借自己的感觉经验建构起来的。
（3）顽固性。
相异构想含有学生对自然现象先入为主的印象，是学生自己的切身体验，且在学生头脑中已经长期形成，通过生活经验对其进行了强化，因此学生头脑中的相异构想具有顽固（4）隐蔽性。
学生头脑中的相异构想由于是潜移默化形成的，在日常交往当中表现不明显，只有在学习科学概念时可能联想到。
（5）再生性。
学生的相异构想由于自身的顽固性，尽管通过教学，学生可以接受相应的科学概念，但是一段时间后学生又恢复其原有想法。
认知结构是学生头脑中的知识结构,这种结构既包括学科的知识结构,如基本概念、定理体系等,是一种客观的存在,也包括学生在接受学科知识时的认知结构,如长期以来形成的个性化的学习方法、思维能力等,是一种能动的反应。
每个人对知识的理解角度与深度不一样,思维的方法与特点不一样,解决问题的路径与能力不一样,这必然带来认知结构上的不同甚至迥异。
因此,对学科知识的死记硬背,只是一种简单的知识叠加与堆砌,不一定能形成良好的认知结构。
我们要重视并研究学生认知结构的形成与发展,探索规律,着力提升学生的学科素养,引领他们将客观的知识真正内化为分析、解决问题的意识与能力。
一、探究学生认知结构的形成与特征,正视教学问题时下,教师对新课程的理念都已耳熟能详,在公开课上也常常能“秀”出不少新的花样,但在日常的教学中,依然会出现这样那样的问题。
一些教师对学生的“学”不够重视。
很多课堂依然是“一潭死水”,教师拼命地把一些概念、公式、定理灌输给学生,然后布置海量的练习,再贯之以大大小小的测试。
灌输、练习、测试的“老三步”,使学生头脑中的知识成为机械的概念堆砌,这种孤立与简单的堆砌一般不可能实现从量变到质变,更不可能使学科知识真正内化为一种科学的方法与技能以及正确的认识论与价值观。
还有一些教师注重了“学”的过程,但忽略了学生认知结构建构的特殊性,尤其是作为个体学生其差异性的存在,他们以统一的“模子”去铸造学生,反而可能让一些学生形成一种失败的、痛苦的体验。
如果我们把对学生认知结构的研究作为一个重要的着力点,循序渐进、因材施教,就可能帮助他们建立起良好的、尽可能完备的认知结构,真正促进学生终身的发展。
对认知结构的探索,最早起源于皮亚杰的图式理论。
他以主客体的关系为出发点,在其重要的著作《发生认识论原理》中提出:“认知的结构既不是在客体中预先形成的,因为这些客体总是被同化到那些超越于客体之上的逻辑数学中去,也不是在必须不断地进行重新组织的主体中预先形成了的。
概念不相容原理及其对儿童科学概念转变的启示例谈作者：邵锋星来源：《小学教学研究·理论版》2012年第11期所谓概念转变，是指学生原有概念改变、发展和重建，由前概念向科学概念的转变过程。
有关概念转变学习理论大都来自建构主义思想。
近年来，以促进学生概念转变为目标的科学教学探索，成为科学教育研究和实践中最重要的领域之一。
然而，从当前情况看，概念转变教学的实践效果并不理想，即使是科学教育发展较早的美国，大量研究结果也表明科学教学没有很好地促进学生对科学概念的掌握。
本文拟对传统概念转变学习在理论和实践的困境分析的同时，详细介绍概念不相容原理及其对概念转变教学的启示。
一、概念转变学习在理论与实践的困境概念是思维最基本的形式，也是构成知识的最基本成分。
许多研究者认为科学学习是科学概念的发展或转变，而不是一些孤立信息的增加。
由此，研究者提出了诸多概念教学模型，其中最具影响力的是波斯纳等人从认识论角度提出的概念转变模型，还有奥斯本等人基于认知心理学视角提出的概念教学模型。
波斯纳等人从认识论角度提出概念转变模型。
该理论首先将科学学习过程看作学生原有概念的发展、修正或转变的过程，并试图解决以下两个问题：①原有的概念及其结构的什么特征控制了对新概念的选择？②学习者头脑中的概念是在什么样的条件下被另外一种概念取代？并在此研究基础上提出了“概念转变”的四个条件：①人们除非感受到自己的概念不具有功能性，否则不会改变所思考的概念，即学习者必须对原有概念感到不满意。
②学习者必须能理解新的概念。
新概念通常不是反直觉，就是不可理解，所以难以形成概念转变，因此新概念必须是可理解的才能进行概念转变。
③新概念必须是合理的，学生能相信新概念的真实性。
④新概念必须有效，是解决某些问题的更好途径。
根据波斯纳的观点，如果满足以上四个条件，学生就会发生概念转变。
奥斯本等人提出，促使学生发生概念转变的教学分四个阶段组成：①准备阶段：教师要理解科学家、学生以及自己对新概念的观点，其中对学生前概念的了解是重点；②关键阶段：创设真实的生活情景，促使学生理解新概念；③质疑阶段：鼓励学生阐明自己的观点，让学生相互质疑、辩论、交流、研讨；④应用阶段：提供各种情景让学生应用新概念。
关于高中物理前概念及其转变策略的研究（广西师范学院物电学院物理课程与教学论邓小雄）摘要：物理概念的学习是高中物理学习的重要方面，是物理规律学习的基础，但学生在学习高中物理的过程中，会存在物理前概念的问题。
本文从物理前概念的定义、特点出发，综合了相关研究，比较全面地总结了高中物理的力学、热学、光学和电磁学中常见的前概念，最后提出了高中物理前概念的转变策略。
本文对高中物理教师以及学生的物理概念教学或学习有一定的参考作用。
关键词：高中物理；前概念；力学；热学；光学；电磁学1 物理前概念的定义前概念是前科学概念的简称, 是指个体在没有接收正式的科学概念之前, 对日常生活中所感知的现象, 通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对事物的非本质的认识。
前概念也叫“相异构想”等。
[1]物理前概念是指学生在学习物理新概念之前，基于个人的知识、经验对物理现象和规律的主观认识而形成的概念。
[2]2 物理前概念的特点[3]2.1隐蔽性学生的前概念往往是内隐,而非外显的。
由于学生头脑中的前概念(图式)都是潜移默化形成的,一般来说,学生并不会主动暴露他们的前概念,需要教师精心设计,引发新旧知识间的认知冲突,才能使其隐藏的前概念显性化。
2.2广泛性和自发性学生在接受正式的物理教育之前,对日常生活中有关物理现象的大量问题都有了自己特定的理解,这一理解包罗万象,在力、热、电、光、原子等物理学的各分支中都存在着前概念。
它还广泛存在于各个层次的学生中,而且与一般的科学概念并存,不易引起注意。
当然,这种广泛性是相对的,学生主要会对看得见、摸得到、日常生活经常接触的事物形成较多的前概念,而对那些微观的、比较抽象的物理知识,则很少有前概念。
学生在头脑中建构前概念的时候,完全是自发的,没有人教他这个问题该是这样或那个问题应该是那样,而是站在自己的立场上,以强烈的感情色彩去描绘世界的物理图像,凭自己的感性经验在头脑进行建构。
2.3 顽固性前概念是学生长期经验的积累结果,在学生头脑中印象深刻,可谓根深蒂固。
为“概念转变”而教摘要：前概念广泛存在而且根深蒂固，在学生的学习中扮演着重要的角色。
在初中科学教学中前概念的负迁移对学生科学概念的学习理解具有阻碍作用。
为促进科学概念学习，提出以下前概念负迁移的转化策略：设疑引发冲突，克服经验错误；进行逻辑归谬，转化错误概念；注重探究实验，促成概念转变；加强变式教学，把握概念关键；加强概念比较，理解科学概念；运用元认知策略，反思概念转变。
关键词：初中科学；前概念；负迁移；转化策略中图分类号：g632 文献标识码：b 文章编号：1002-7661（2013）08-140-03一、问题的提出在科学概念的教学中，我们时常会抱怨：有些学生顽固不化，冥王不灵。
这个概念或知识点都讲了十几遍，为什么就理解不了呢？学生普遍存在一种“一听就懂、一看就会，一做就错”的现象。
如：在讲解“惯性”时，我问学生：一个人站着时惯性大还是100米赛跑时惯性大？学生毫不犹豫地说“跑步时惯性大”。
学生为什么这么认为呢？因为他们体验很深的是在跑100米的人速度快很难停下来，而忽略了静止的人要达到赛跑时的速度也很困难。
这就是学生前科学概念负迁移的体现。
建构主义理论认为，学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生总是以原有的知识经验为基础来建构新的知识。
我们平时教学只重视知识的传授，不注重“前概念”的转变，认为传授的新知识会自动替代学生原有的“前概念”，但事实并非如此，他们往往不会因教师告诉他们科学概念而“除掉”脑袋中已有的错误概念。
因为学生是花了相当多的时间与精力形成了自己的“朴素理论”，学生头脑中的这些常识性的朴素理论往往是对自然界的先入为主的印象，又是切身体验到的东西，属于自己的精神财富。
因而，学生往往对此深信不疑，并试图将这些错误概念迁移到对新环境、新现象的解释中去。
可见，学生头脑中存在的错误前概念对教学产生的巨大阻力是造成学生学习科学困难的一个重要原因。
因此在科学教学中，认清学生的“前概念”，探索错误“前概念”转变的策略至关重要。
初中生“牛顿第一定律”迷思概念调查与转化策略作者：洪进步来源：《中学理科园地》2017年第01期摘要：概念教学是物理教学的重点之一，以初中“牛顿第一定律”的核心概念为例，对初中生迷思概念进行质性调查，分析其迷思成因，提出转化迷思概念的策略。
关键词：迷失概念；调查；原因；策略1 背景与意义学生对于即将学习的物理知识并不是一无所知、一片空白，而是有了一定的观点和经验。
学习者在接受科学教育前形成的对客观世界的感性印象、积累的经验统称为前概念，学生正式学习某一物理知识前自发形成的前概念，可能与科学概念一致，也可能相悖于科学概念，这些偏离或背离科学概念的观点和认识称为“迷思概念”。
建构主义学习强调学习是学生以自己原有的知识经验为基础，把原有经验和新信息进行对比、分析、批判、选择，对新信息重新认识和编码建构自己的理解。
教学是为了促进学生从旧观念向新观念转变，教师的任务就是选择能有效促使学生发生观念转变的教学策略。
学生原有的迷思概念不但是教学时要改变的对象，而且是概念教学的起点。
概念转变要求将学生原本具有的知识经验作为新知识的生长点，并以此为基础，同化或顺应新的知识。
所以，研究学生先前的看法与思维方式，弄清楚这些对学习与理解新知识会造成什么样的障碍和影响，是实现概念转变的前提。
在学习“牛顿第一定律”之前，学生通过小学自然课、上一单元的学习和平常的观察、体验，已经积累了有关力与运动的初步概念，这些就是新课概念教学的基础与起点。
在学生已经具有的前概念中，有的可以与即将学习的新概念相承接，这有利于新概念的同化；有的是错误的，或者虽然正确却仅浮于认识的表象，这将会对新概念的“顺应”带来冲突与障碍。
了解这些前概念中的迷思概念，有助于提升新概念教学的有效性与针对性。
2 对象和方法2.1 被试本研究主要通过一系列的访谈来调查“牛顿第一定律”中部分核心概念的前概念。
访谈对象包括：从翔安区五所中学随机选取的180名学生。
2.2 研究程序首先，编制调查问卷。
最新资料推荐前概念及其向科学概念的转变前概念及其向科学概念的转变学生在学习物理之前，其头脑并不是一张白纸，教师可以在上面任意的涂画。
他们在长期的生活实践中，逐渐形成了对各种事物的看法，并养成了他们独有的思维方式，用以来理解和解释日常生活中的各种现象，此时，他们对物理学的内容已形成了初步的印象轮廓。
通常，人们便把这种学生在接受教师讲授系统知识之前，头脑中已经形成的对于该知识领域中的客观事物的概念、规律、思维方法、逻辑素质等的总和称为前科学概念，简称前概念，又可称作先有观念或先验观念，而把围绕前概念建立起来的特有的一种结构称为相异构想或不同的概念框架。
[10] 通常，中学生的前概念主要来源于以下几个方面：（1）来源于实践。
如：冬天摸户外的铁块和木块，感到铁块冷些，就认为铁块的温度比木块低。
（2）来来源于其它学科的干扰。
如：匀速直线运动的速度v=s/t ，它具有数学的比例形式，就认为速度v 与位移s 成正比，与所用的时间t 成反比。
3）来来源于直觉认识。
1 / 9如：由有力拉车，车就动；不拉车，车就不动。
这一简单的实验现象，就认为物体的运动必须有力的作用。
前概念在形成的过程中，一般没有经过认真的思维加工，也没有分析自然现象在发生过程中的主要因素和次要因素，只是根据个体观察的结果对自然现象从表面上所做的概括和总结。
所以说，前概念一般比较含糊，没有明确的表述形式，只是人们头脑中的一种观念。
教师在了解了前概念的形成、来源、特征、分类以及它对物理学习的影响之后，帮助学生把他们头脑中的前概念转化为科学的物理概念便成了教学的重点和关键。
帮助学生把前概念转化为科学的物理概念，关键是要设法给学生一个巨大的震颤，以动摇顽固信念的基础。
综观物理学发展的历史，历次重大观念变革到来之前，都要经历一系列的灾难或危机的剧烈冲击。
而在这些危机之前，人们也并非未遇到不和谐的迹象，但这些小小的不和谐并未引起人们足够的注意，只有当这些矛盾日益突出，发展成灾难、危机，再也无法回避时，人们才不得不走出他们建造的象牙之塔，以批判的态度重新审定他们曾坚信是完美无缺的塔的根基，只有这时，才有可能发现问题，从而导致观念的革命性变革。
学生学习物理也有类似的情况，要使学生放弃他们曾深信不疑的观念，将是一个困难的过程，有时甚至会出现反复。
最新资料推荐教师可以采用如下的步骤、方法来实现前概念向科学的物理概念的转变：第一步，诱导学生暴露其原有的认知结构。
创造良好的教学气氛是使学生暴露前概念的前提条件。
教师方面的精细直觉和学生对教师的信任也是十分重要的。
情绪状态、感情压力、成功的喜悦和学习的自信心，所有这些情感方面的问题影响着物理教育的成功与失败。
[6] 要使学生的前概念转变成科学的物理概念，情感因素起着极端重要的作用。
只有在学生充分信任教师，并相信即使讲错也不会招来学生的耻笑，只有在这种融洽的教学气候下，学生才会毫不保留地将自己的前概念全盘托出。
使学生暴露前概念的方法很多，如：1 、谈话法[4] 要想发现学生的前概念或了解他们已有的观念，最好的办法是进行个别访谈。
教师在访谈中应以个人化的方式向学生提出问题。
提出的问题既不要太难，也不要过于简单，注意在易于回答的问题与较难回答的问题之间保持平衡。
提问的重点是让学生显示出他们对科学知识的理解程度。
教师通过个别访谈可以了解学生在学习之前的前概念，有利于确定教学的起点和重点。
不过，用这种方法来了解学生的前概念需要占用大量的时间。
3 / 92 、预测――实验――解释法首先，教师对学生头脑中可能存在的前概念进行预测，可以根据教师对自己学习的回忆或参照物理学史，但最重要的是靠教学中学生的反馈信息和教学经验进行设计。
然后，教师根据预测，有针对性地巧设实验，诱导学生通过对实验现象或结果的观察，说出自己对这一现象或结果的解释，从而得到学生头脑中的前概念。
著名的教育心理学家纳斯鲍姆和诺维克曾做过这样一个实验：其内容是有关气体理论的问题。
为了观察学生的反应，实验人员给学生呈现一个烧瓶和一个真空抽气筒，并告诉学生：烧瓶中的气体已用真空抽气筒抽出一部分，然后让学生想象：假定给他们一面魔镜，通过它能够看清楚烧瓶中剩余的气体；接着让学生在黑板上画出一幅有关烧瓶中剩余气体的图形；画完图以后；再让学生描述一番并作出解释。
这种课堂活动能使学生对他们的前概念做出言语的和图形的解释。
[4] 不同学生对烧瓶中剩余气体之状态的描述甲同学解释道：地球上的任何物体都会受到重力的作用，空气分子也不例外，所以烧瓶中的剩余气体在重力的作用下应沉于瓶底。
乙同学的解释很简单：空气很轻，故应上浮于瓶口。
这倒与古希腊哲学家亚里斯多德的观点一致。
亚里斯多德认为任何物质都是由气、水、土、火四种元素组成，所以物体有它们的自然位置。
气和火因为轻而上浮，浮于天空；水和土因为重而下沉，沉于地最新资料推荐面。
丙同学认为：气体分子存在着相互作用的引力，故气体各分子由于受到其它分子吸引力的作用应集中于烧瓶的中央。
丁同学则认为：气体没有固定的形状，它可以流动，故剩余气体应充满整个烧瓶。
结果显示，学生对气体本质所持有的观念是不同的。
在教学的这一阶段，教师的任务是让学生清晰、准确地表达他们的思想。
教师要鼓励学生对其他同学的观点不抱偏见，不仅应对师生之间的思想交流有内在的兴趣，还应把这种活动当做弄清学生前概念的一种重要的手段。
这里，教师应注意延迟评价，即，待所有学生的观点都充分暴露后，再提出矛盾，以免暴露不完全，解决不彻底。
第二步，适时暴露前概念的不合理性。
组织讨论，甚至争论，在适当的时候提出矛盾，暴露前概念的不合理性，给予其原有错误的理论沉重的一击，从而使学生自愿放弃原有的观点。
学生头脑中的前概念是极其顽固的，使其转变为科学的物理概念绝非易事。
只有当学生意识到：对于遇到的新的问题，原有的认知结构无法解释，无力解决；过去认为很重要的某些经验，现在看来，在解释某些现象时，已不是必要的5 / 9了，或者说，原来的认知结构并不是某些现象的最终原因，可能有更根本、深刻的概念来取代之；发现原来的认知结构在某些方面违背了常理或已公认的原理；从原有认知结构推出的结论是荒谬的，无法接受；原认知结构与其它有关领域的知识相冲突，这时，学生便会自愿的放弃原有的错误观念，而渴望找到一种能够有力地解释这一物理现象的正确的认知结构。
对于错误前概念的揭示可采用类比、实验等方法：1 、类比法根据建构主义的观点，个体即将获得的新知识与原有知识间的相似性非常重要。
类比是促进学生在已有概念知识的基础上建构新知识的有效工具。
教学中，教师往往要对一些无法直接观察到的事物做出解释，这时，把要学习的新观念与学生先前所熟悉的观念或事物进行类比，可促进学生对新观念的理解。
例如：在学习光的折射时，学生往往会出现这样的前概念：光在任何介质中运动的速度都是。
这时，教师可利用类比法对这一错误认识进行批驳：光线从光疏介质进入光密介质的情况与小车由光滑的平面进入毯子相类似。
学生通过前述的学习容易得出小车的速度将减小，于是对光速不变产生了怀疑。
2 、实验法科学实验对自然科学的发展具有十分重要的作用。
通过实验，不仅能发现事物运动的规律，建立科学的理论，还能验证某些假说，纠正人们心目中的一些错误观念。
最新资料推荐中学生的抽象思维在很大程度上属于经验型，需要感性经验支持。
所以，用实验法来引发学生放弃旧的错误前概念，会起到事半功倍的良好效果。
例如：在自由落体运动的教学中，学生往往有重物下落得快的错误前概念，此时，教师可用下面的实验来揭示这一错误认识：取两张同样的纸片，把其中的一个团成纸团。
实验前，可让学生设想：它们谁下落得快。
学生认为物体下落的速度同它们的重量成正比，物体越重下落得越快，那么同样重量的纸片与纸团将同时落地。
这时教师不要加以评论，开始实验。
通过对实验现象的观察，学生发现，实验的结果与他们的设想恰恰相反。
于是，他们对于重物下落得快的信念便开始动摇了。
第三步，引导学生接受（或尝试建立）新的认知结构。
只有当学生认为新的认知结构具备以下优越性时，他们才愿意接受。
1 、能够成功地解释旧的认知结构无法解释的现象或问题。
2 、新认知结构比旧认知结构包括了更本质的内容。
3 、新认知结构及其推论是合理的，可以接受的。
4 、新认知结构与原有认知结构中的其它知识没有冲突。
当学生对自己原有的错误认知结构产生怀疑时，教师应乘胜追击，引导学生进行科学7 / 9地分析、推理、因势利导，解除疑惑，从而实现把错误前概念向科学物理概念的彻底转变。
学生头脑中的前概念不是先天固有的，也不是学生凭空臆造的，而是客观事实在学生头脑中粗略的、经常是非本质的反映。
因此，在教学中教师不能埋怨、责怪学生，对前概念不能回避，也不能简单地采取消灭的手法，而应放在桌面上进行讨论。
教师的任务，旨在缩短学生在认识世界的过程，而不是跨越这一历程；旨在改造旧的认知结构为新的认知结构，而不是简单的弃旧立新。
由于学生前概念的顽固性，我们不能期望通过粉笔和说教的简单方式就可使学生把前概念转化为科学的物理概念，也不要抱有经过一两次纠正就可以使前概念销声匿迹的幻想。
前概念向科学物理概念的转变是思维结构的改变，是在学生头脑中引发的一场革命。
需要改造原有的认知结构，建立新的认知结构，需要克服旧模式的惯性，因而是一个充满艰辛的过程。
从一定意义上讲，物理教学过程就是帮助学生将前概念转变成科学概念的过程，物理教师在这一过程中应该发挥更多的主导作用。
